Laser Optoelectronics in Medicine pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Springer Verlag

作者:Waidelich, Wilhelm/ Waidelich, Raphaela (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:124.95

装帧:Pap

isbn号码:9780387181301

丛书系列:

图书标签:

• 激光医学
• 光电医学
• 生物医学工程
• 医学物理
• 激光治疗
• 光动力疗法
• 光学成像
• 生物光子学
• 医疗器械
• 临床医学

图书名称：《先进生物材料的界面现象与功能化》 图书简介 本书深入探讨了生物材料与生命系统在微观尺度上的相互作用机制，重点聚焦于材料表面和界面所展现出的复杂物理化学现象及其如何调控生物学功能。本书旨在为生物医学工程、材料科学、生物物理学及相关领域的科研人员和高级学生提供一个全面、前沿的理论框架和实验视角。 第一章：生物材料界面的基本热力学与动力学 本章首先回顾了固-液界面的基本概念，包括表面能、界面张力及其在生物体系中的修正。详细分析了铺展、润湿现象在生物相容性评估中的重要性，并引入了德拜-休克尔理论及DLVO理论在描述生物分子与材料表面相互作用中的适用性与局限性。随后，深入讨论了界面动力学，特别是蛋白质吸附、构象变化的速度论模型。我们考察了Langmuir吸附模型、Temkin等温线在描述界面覆盖度变化中的应用，并引入了动态光散射（DLS）和原子力显微镜（AFM）在实时监测界面事件中的技术细节。重点剖析了高盐浓度、pH值、温度等环境因素对界面电荷分布和双电层结构的影响，为后续功能化策略的制定奠定理论基础。 第二章：蛋白质与细胞在外源表面上的相互作用机制 生物界面现象的核心在于生物大分子的选择性吸附与功能维持。本章详尽阐述了不同类型蛋白质（如纤维蛋白原、白蛋白、生长因子）在疏水、亲水、电荷密度梯度表面上的吸附行为差异。利用表面等离子共振（SPR）技术，本章提供了定量分析蛋白质结合动力学（结合常数 $k_a$ 和解离常数 $k_d$）的实例研究。关键部分在于分析吸附诱导的蛋白质构象重排（Conformational Changes）。我们通过圆二色谱（CD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）数据，揭示了在不同表面粗糙度和表面化学（如羟基化程度）下，蛋白质二级和三级结构的稳定性变化，以及这些结构变化如何影响后续的细胞识别和粘附。此外，本章探讨了血小板、内皮细胞和成纤维细胞在界面上的粘附、铺展和迁移过程中的信号转导机制，特别是整合素介导的细胞骨架重组如何受到基底材料硬度和拓扑结构的影响。 第三章：表面拓扑学、纳米结构与生物响应 材料的微观和纳米尺度的形貌是决定生物响应的关键因素。本章系统梳理了表面粗糙度（Ra值）、特征波长和振幅对细胞行为的影响。我们详细分析了光刻、电子束刻蚀和模板剥离等技术如何精确控制表面微沟槽、孔隙和纳米柱阵列。重点讨论了各向异性表面（如周期性沟槽）如何诱导细胞的“导向生长”（Contact Guidance），并阐述了细胞核的形态适应性与这些结构之间的耦合关系。在纳米结构方面，本章聚焦于纳米线、纳米片以及拓扑相关的表面等离子体共振效应（Surface Plasmon Resonance, SPR）在增强生物传感和细胞信号放大中的应用。通过有限元分析（FEA）模拟，解释了细胞膜如何感知和响应低于细胞尺度的曲率变化。 第四章：界面功能化策略与生物活性分子固定 实现材料的特定生物功能，必须依赖精确的界面化学修饰。本章全面概述了界面功能化的主要策略，包括物理吸附、共价键合和接枝聚合。在共价键合方面，我们详细介绍了“点击化学”（Click Chemistry，特别是Cu(I)-催化的叠氮-炔环加成反应）在温和条件下实现生物分子高效偶联的优势。对于肽段和核酸的固定，本章深入探讨了自组装单分子层（SAMs）的构建，并对比了其在覆盖均匀性和长期稳定性方面的优缺点。特别关注了使用聚乙二醇（PEGylation）技术来构建“抗粘附”界面，通过调节PEG链的长度和密度，实现对蛋白质吸附和生物膜形成的精细控制。最后，讨论了活性生长因子（如BMP-2, VEGF）的负载与控释，利用pH敏感或酶响应型水凝胶层实现时空可控的生物刺激。 第五章：原位表征技术在生物界面研究中的应用 理解动态的生物界面过程，需要先进的表征手段。本章聚焦于那些能够在液体环境或活细胞状态下进行测量的技术。详细介绍原子力显微镜（AFM）及其衍生技术，如力谱测量（Force Spectroscopy）和Tapping Mode Imaging在溶液中的应用，用于测量单分子或单细胞力学属性。表面等离子体共振（SPR）和晶体微天平（QCM）被重点介绍，它们提供了实时、无标记地监测界面质量变化的定量数据。此外，本章还探讨了同步辐射光源下的X射线光电子能谱（XPS）和吸收光谱（XAS）如何提供界面元素的价态和化学环境信息。对于时间分辨研究，利用飞秒激光诱导的瞬态吸收光谱技术分析表面电子转移过程，为设计光电生物界面材料提供了深入见解。 第六章：生物界面工程与特定应用 本章将理论和技术应用于实际的生物医学挑战。首先探讨了用于组织工程支架的生物活性界面设计，特别是如何通过界面粗糙度和电荷密度引导干细胞的谱系分化（如向成骨细胞或神经元分化）。接着，深入分析了植入物周围的炎症反应与生物材料界面的关系，重点讨论了巨噬细胞的M1/M2极化状态如何受材料表面疏水性或氧化还原电位的影响。在血液相容性材料方面，本章详细分析了抗凝血表面的设计原则，包括模仿内皮细胞的糖萼结构。最后，展望了适用于体内诊断和治疗的智能界面材料，如基于pH梯度或温度响应的药物输送系统和生物传感器界面。 本书内容严谨，图表丰富，融合了最新的实验进展和深入的理论分析，是研究生物界面物理化学和工程应用的权威参考资料。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

总的来说，这本书的价值在于它提供了一个极为坚实的光学与生物学交叉学科的理论框架，但它对读者的要求极高。它不是那种可以让你在周末的下午悠闲翻阅的书籍；它更像是你在攻读博士学位或进行前沿技术攻关时，必须时常翻阅的“字典”或“工具箱”。书中对高功率、高重复频率激光系统在生物组织中的热效应和非线性效应的分析，堪称典范，它清晰地界定了不同操作窗口（如纳秒、皮秒、飞秒）的物理边界和潜在风险。即便是我已经掌握了部分相关知识，这本书依然能提供新的视角和更精确的量化模型来优化我的实验设计。如果读者期待的是大量的临床成功案例展示，或者通俗易懂的语言描述，那么这本书可能会让人感到失望和枯燥。但如果你想知道“为什么”会发生这些现象，以及如何用数学去精确描述和预测这些现象，那么这本书的内容深度是毋庸置疑的，它为你搭建了通往更深层物理理解的坚固桥梁。

评分☆☆☆☆☆

我原本期望这本书能更侧重于实际的临床应用案例和技术部署的经验分享，但事实证明，这本书的重点显然更偏向于“硬核”的基础物理和工程实现层面。在探讨光纤耦合技术的那一章里，作者几乎是手把手地演示了如何优化光纤的数值孔径（NA）以最大限度地减少能量损耗，并详细对比了不同包层材料（如二氧化硅、特氟龙）在不同波长下的传输效率差异。书中对新型光导结构（比如空心光纤和微结构光纤）的讨论非常深入，不仅仅停留在结构描述，而是深入到模式耦合理论和宏观传输特性的关联上。我特别留意了关于激光安全性的章节，它没有简单地罗列标准，而是从人眼视网膜的热损伤阈值、曝光时间与能量密度的关系曲线入手，进行了严密的生物物理学分析。这种追本溯源的论述方式，虽然使得阅读节奏相对缓慢，但却极大地增强了知识的牢固性。对于那些致力于开发新一代光纤传输系统或超快激光源的工程师而言，这本书的理论深度无疑是宝贵的财富，能帮助他们从根本上解决设计中的瓶颈问题。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在介绍不同治疗模式的比较分析时，显得相当审慎和客观，几乎没有那种过度渲染技术优势的倾向。它对每种光动力疗法（PDT）的敏化剂的吸收光谱、光漂白特性，以及不同激发波长对穿透深度的影响进行了详尽的横向对比。书中并没有直接给出“哪个最好”的结论，而是提供了大量的实验数据图表，引导读者根据特定的应用场景——比如肿瘤的深度、组织的血液灌注情况——自己去权衡不同光束参数的优劣。这种研究导向的叙述风格，非常适合正在进行方法学研究的学者。书中对“光声成像”（PAT）的介绍部分，重点放在了信号反演算法的复杂性和伪影的来源分析上，而非仅仅展示精美的成像结果。它深入剖析了逆问题求解中的正则化方法，以及如何处理各向异性介质中的声波传播。这种对方法论的深度挖掘，远超一般应用层面的介绍，让人感受到作者对科学严谨性的执着追求。

评分☆☆☆☆☆

这本厚重的书，初拿到手时，只觉得封面设计得有些过于学术化了，黑白分明，透着一股严谨的理工科气息。翻开第一页，我就被那密集的公式和图表阵仗给“震慑”住了。对于我这个非专业背景的读者来说，一开始的章节简直像是在攀登一座知识的高峰，每一个术语都需要反复查阅才能勉强理解其大致含义。书中的内容并非是那种轻松愉快的科普读物，它更像是一本详尽的工具书，对光与物质相互作用的底层物理原理有着近乎偏执的深入剖析。例如，它花了大量的篇幅来阐述不同激光介质的能级结构、受激发射的量子力学基础，以及光束在非线性光学晶体中的传播特性。我记得有一章专门讨论了飞秒激光在生物组织中的光声效应，那部分的数学推导极其复杂，涉及到时域有限差分法（FDTD）的数值模拟，读完后感觉自己的大脑都被深度“重构”了一遍。尽管过程艰辛，但一旦跨过最初的门槛，你会发现作者在逻辑构建上有着惊人的条理性和前瞻性，每一个概念的引入都水到渠成，仿佛是为后续更复杂的应用场景做好了完美的铺垫，让人不得不佩服作者深厚的学术功底和对细节的把控能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和插图质量，坦白说，并不符合当代高等教材的审美标准。大量的黑白示意图，分辨率看起来像是上世纪末期的激光打印效果，很多复杂的几何光学路径图显得有些拥挤和晦涩。特别是涉及到三维的复杂光场分布模拟结果，如果能配上清晰的彩色渲染图，阅读体验绝对会提升一个档次。不过，尽管视觉体验略显陈旧，但其提供的数学模型和算法描述却异常精确。例如，在讨论脉冲激光的色散补偿时，书中详细列举了多种补偿技术的数学表达式，包括色散管理光纤（DCF）的有效色散参数计算，以及布拉格光栅阵列在时域内的响应函数。这些公式的推导过程极其详尽，每一个变量的引入都有明确的物理意义解释，这对于需要自行编程实现这些补偿算法的研究人员来说，是极其宝贵的参考资料。它更像是一份技术白皮书的集合，而非一本面向大众的教科书，需要读者具备扎实的数学基础才能充分吸收其中的价值。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆